蒸馏水表面张力实验原理值得了解

蒸馏水表面张力实验原理：
1.气泡压力法测定表面张力：   
其中，B是管端为毛细管的玻璃管，与液面相切。毛细管中大气压为P0。试管A中气压为P，当打开活塞E时，C中的水流出，体系压力P逐渐减小，逐渐把毛细管液面压至管口，形成气泡。当气泡在毛细管口逐渐长大时，其曲率半径逐渐变小，气泡达时便会破裂。此时气泡的曲率半径最小，即等于毛细管半径r，气泡承受的压力差也△P=P0-P=2γ/r
此压力差可由压力计D读出，故γ =r△P/2
若用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力分别为γ1、γ2，压力计测得压力差分别为△P1、△P2则：      
γ1/γ2=△P1/△P2
若其中一种液体的γ已知，例如水，则另一种液体的表面张力可由上式求得。
2．毛细管身升高法： 
毛细管法测定表面张力仪器        毛细管表面张力示意图
当一根洁净的，无油脂的毛细管浸进液体，液体在毛细管内升高到h高度。在平衡时，毛细管中液柱重量与表面张力关系为：2πσrcosθ=πr2gdh
σ=gdhr/2cosθ                （1）
如果液体对玻璃润湿，θ=0，cosθ=1（对于很多液体是这样情况），则：
σ=gdhr/2                      （2）
式中σ为表面张力；g为重力加速度；d为液体密度；r为毛细管半径。
     上式忽略了液体弯月面。如果弯月面很小，可以考虑为半球形，则体积应为：
πr3 -2/3 πr3 =1/3πr3
从（2）可得：σ=gdr/2（h+1/3r）      （3）
更准确些，可假定弯月面为一椭圆球。（3）式应变为：
σ=gdhr/2（1+1/3（r/h）-0.1288（r/h）2+0.1312（r/h）3）   （4）
3. 滴重法： 
从图中可看出，当达到平衡时，从外半径为r的毛细管滴下的液体重量应等于毛细管周边乘以表面张力，即：mg=2πσr         （5）
式中m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。
事实上，滴下来的仅仅是液滴的一部分。因此（5）式中给出的液滴是理想液滴。经实验证明，滴下来的液滴大小是v/r3的函数，即由f（v/r3）所决定（其中v是液滴体积）。（5）式变为mg=2πσr f（v/r3）        （6）
σ＝mg/(2πσf（v/r3）)=Fmg/r     (7)
式(7)中的F是校正因子。如果测得滴下液滴体积及毛细管外径，就可从表中查出校正因子F的数值。